МЕНЮ

Модернизированный тепловоз ТЭМ2-УГМК

Тепловоз ТЭМ2-УГМК - шестиосный односекционный локомотив мощностью (по дизелю) 1200 л.с. с электрической передачей переменно-постоянного тока. Предназначен для выполнения вывозной, маневровой и технологической работы на горнодобывающих, металлургических и других промышленных предприятиях, имеющих пути колеи 1520 мм. 

Локомотив получен путем проведения глубокой модернизации ранее выпущенных тепловозов серии ТЭМ2 различных индексов. По желанию Заказчика АО «ШААЗ» выполнит модернизацию тепловозов серий ТЭМ18, ТЭМ15 и других, в основе которых лежит конструкция тепловоза ТЭМ2. 

Конструкционные изменения 

При проведении модернизации все расположенные на главной раме узлы и агрегаты (включая кабину и элементы кузова) демонтируются и заменяются новыми. 

В конструкцию главной рамы тепловоза внесены изменения, необходимые для установки новых агрегатов. Высота боковых площадок увеличена для возможности размещения кабельных каналов. Для компенсации снижения веса установленного оборудования в раме уложен балласт. Под боковыми площадками установлены вновь изготовленные песочные бункеры. 

Конструкция тележек не изменилась, производится только их ремонт (в объеме заводского ремонта).

Восстановление колесных пар, тяговых электродвигателей и т.д. выполняется на специализированных предприятиях, имеющих необходимые лицензии. 

Устанавливаются новые автосцепки и поглощающие аппараты в соответствии с требованиями нормативных документов. 

В конструкцию экипажной части и тормозного оборудования изменений не вносится. 

На тепловозе используются только светодиодные приборы освещения, включая прожекторы и буферные фонари. 

Дизель-генераторная установка 

На тепловозе ТЭМ2-УГМК применяется дизель-генераторная установка, состоящая из дизеля QST30-L2 и тягового агрегата ITAG-900/175, смонтированных на общей поддизельной раме. 

Двигатель имеет современную и надежную конструкцию, позволяющую исключить необходимость выполнения ремонтных или регулировочных работ, связанных с полной либо частичной разборкой двигателя, до проведения его переборки. Также до первой переборки не требуется замены деталей и узлов двигателя, за исключением сменных фильтроэлементов систем смазки, охлаждения и топливной системы. Срок службы дизеля до переборки – не менее 30 тыс. часов. 

Система охлаждения двигателя – жидкостная, двухконтурная, с термостатами в обоих контурах, что обеспечивает ускоренный прогрев двигателя и поддержание температуры охлаждающей жидкости в оптимальном диапазоне. В качестве рабочей жидкости в системе охлаждения применяется антифриз. 

В систему подачи воздуха в дизель входят два фильтра (по одному для каждого ряда цилиндров) с сухими сменными фильтроэлементами, рассчитанными на работу в условиях высокой запыленности воздуха. Фильтры оборудованы сигнализаторами засоренности, информирующими локомотивную бригаду о необходимости замены фильтроэлементов. 

Для подачи воздуха в цилиндры служат два (по одному для каждого ряда цилиндров) турбокомпрессора HE851 производства Cummins Turbo Technology. 

В топливной системе тепловоза применен фильтр грубой очистки топлива Industrial Pro производства Cummins Filtration. Особенностью данного фильтра является наличие изготовленных из прозрачного пластика колпаков, закрывающих сменные фильтроэлементы, что позволяет визуально оценивать степень засоренности фильтроэлементов и производить их замену исходя из фактического состояния. 

На двигателе установлены все узлы системы смазки, включая теплообменник. Также на дизеле установлен электрический насос предпусковой прокачки масла. Общий объем масла в системе смазки двигателя – 148 литров. 

В систему выпуска отработавших газов включен глушитель, установленный на крыше дизельного помещения. Конструкция глушителя обеспечивает значительное снижение шума дизеля. Внешние поверхности глушителя закрыты матами из теплоизолирующего материала. 

Во всех трубопроводах, связывающих дизель с внешними системами, предусмотрены гибкие компенсаторы. 

Дизель QST30-L2 оснащен электронной системой управления, все основные элементы которой установлены непосредственно на двигателе. Система управления обеспечивает выполнение следующих функций:

  • изменение и поддержание заданной мощности и частоты вращения коленчатого вала по сигналам от системы управления тепловозом;
  • защита двигателя от недопустимых режимов работы;
  • диагностика систем двигателя и элементов системы управления двигателем;
  • сохранение в памяти информации о режимах работы двигателя и его систем;
  • обмен информацией с системой управления тепловозом по цифровой шине передачи данных стандарта SAE J1939, а также при помощи аналоговых и дискретных сигналов.

Запуск дизеля производится двумя электрическими стартерами напряжением 24В. Для питания цепей управления двигателя и зарядки одной из групп аккумуляторной батареи на дизеле установлен зарядный генератор. Напряжение цепей системы управления двигателем – 24В. 

Маховик двигателя соединен с ротором тягового генератора при помощи высокоэластичной муфты, служащей для гашения крутильных колебаний, возникающих во вращающихся частях дизель-генераторной установки. Конструкция муфты позволяет при необходимости производить замену упругих элементов без демонтажа тягового агрегата или дизеля. Для улучшения условий работы и продления срока службы упругих элементов высокоэластичной муфты картер маховика двигателя при помощи специального адаптера соединен с корпусом тягового агрегата в единую жесткую систему. 

Тяговый агрегат типа ITAG-900/175 спроектирован компанией Woodward Mega (Венгрия). Состоит из размещенных в одном корпусе тягового и вспомогательного генераторов, встроенной выпрямительной установки и вентилятора охлаждения агрегата с индивидуальным приводом. Тяговый и вспомогательный генераторы являются трехфазными синхронными бесщеточными электрическими машинами с независимым возбуждением. 

Выпрямительная установка состоит из системы выпрямительных мостов, выводы которых подключены к внешней клеммной коробке. В конструкции выпрямительной установки предусмотрены шунты для измерения тока по каждой группе тяговых электродвигателей, а также встроенная защита от коммутационных перенапряжений. 

В обмотки статора главного и вспомогательного генераторов, в выпрямительную установку, а также подшипниковые щиты встроены датчики температуры. 

Вентилятор охлаждения тягового агрегата приводится во вращение асинхронным трехфазным электродвигателем, частота вращения вала которого плавно регулируется системой управления тепловозом в зависимости от напряжения и тока тягового генератора, температуры обмоток тягового генератора и элементов выпрямительной установки. Забор воздуха на охлаждения тягового агрегата производится снаружи тепловоза через фильтры. 

Дизель-генераторная установка опирается на главную раму через 16 резинометаллических виброизоляторов.  

Вспомогательная ДГУ 

Тепловоз ТЭМ2-УГМК оборудован вспомогательной дизель-генераторной установкой малой мощности 8HDKАG производства Cummins ONAN, генератор которой питает статический преобразователь собственных нужд и обеспечивает функционирование цепей управления и освещения тепловоза, зарядку аккумуляторной батареи, работу независимого жидкостного отопителя и бытовых устройств в кабине машиниста при остановленном основном двигателе. Это позволяет существенно сократить общий расход топлива тепловозом, снизить количество вредных выбросов, а также уменьшить расходы на обслуживание за счет значительной экономии моторесурса основного двигателя.  

Компрессор 

Компрессорный агрегат состоит из установленных на общем основании роторного компрессора BR 45/9/1Е и асинхронного трехфазного электродвигателя. 

Компрессорный агрегат установлен на главную раму тепловоза через виброопоры.  

Охлаждающее устройство 

Охлаждающее устройство тепловоза выполнено в виде отдельного модуля, установленного в передней части главной рамы. В боковых проемах модуля охлаждающего устройства расположены коллекторы, на которых закреплены типовые тепловозные жидкостно-воздушные секции охлаждения жидкости горячего и холодного контуров дизеля. На верхней плоскости модуля охлаждающего устройства устанавливаются диффузор и облегченный вентилятор комбинированной конструкции с металлической ступицей и пластиковыми профилированными лопастями. Вентилятор приводится во вращение асинхронным трёхфазным электродвигателем, частота вращения вала которого плавно регулируется системой управления тепловоза в зависимости от температуры жидкости в контурах охлаждения двигателя. 

В конструкцию системы охлаждения также включен независимый жидкостный отопитель ОЖД30 производства АО «ШААЗ». Отопитель предназначен для предпускового подогрева охлаждающей жидкости двигателя и поддержания необходимой температуры двигателя и кабины машиниста при стоянке тепловоза с остановленным дизелем в ожидании работы. Отопитель устанавливается в дизельном помещении.  

Электрическая передача 

На тепловозе ТЭМ2-УГМК реализована электрическая передача переменно-постоянного тока. Тяговые электродвигатели, соединенные попарно в три группы, получают питание от тягового генератора через выпрямительную установку. 

Система автоматического регулирования обеспечивает формирование тяговой характеристики тепловоза путем изменения возбуждения генератора, также предусмотрено две ступени ослабления поля тяговых электродвигателей. Регулирование возбуждения тягового генератора производится статическим возбудителем.

Изменение направления движения тепловоза осуществляется путем изменения направления тока в обмотках возбуждения. 

Электродвигатели приводов вспомогательных агрегатов (вентиляторов охлаждения тягового агрегата и тяговых электродвигателей, компрессора, вентилятора охлаждающего устройства) получают питание от вспомогательного генератора через статический преобразователь собственных нужд. Кроме того, преобразователь собственных нужд обеспечивает питание электрических цепей тепловоза напряжением 24В и 110В постоянного тока, а также 3х380В и 220В переменного тока частотой 50Гц. Конструкцией тепловоза предусмотрена возможность питания цепей от внешнего источника переменным током напряжением 3х380В частотой 50Гц.  

Система управления 

На тепловозе применяется микропроцессорная система управления, обеспечивающая выполнение следующих функций: 

  • управление запуском и остановкой дизеля, статическим преобразователем, контакторами силовых цепей, охлаждающим устройством, компрессором т.д.;
  • регулирование частоты вращения коленчатого вала дизеля, мощности тягового генератора, частоты вращения валов электродвигателей приводов вспомогательных агрегатов;
  • защита дизеля (дополнительно к системе управления двигателя), тягового агрегата и тяговых электродвигателей,
  • защита от боксования,
  • обработка сигналов от тормозной системы, системы бдительности и пожарной сигнализации, контроль сопротивления электрических цепей;
  • измерение тока и напряжения в силовых и вспомогательных цепях, частоты вращения коленчатого вала дизеля, температуры горячего и холодного контуров системы охлаждения и т.д.;
  • считывание данных из системы управления двигателем (давление в системах дизеля, наличие и вид неисправностей, наработка в моточасах и т.д.;
  • вывод данных о состоянии агрегатов и систем тепловоза на многофункциональные дисплеи, расположенные на пультах управления в кабине машиниста;
  • фиксация в памяти данных о работе агрегатов и систем тепловоза.

Система управления тепловозом взаимодействует с дизелем и элементами управления вспомогательными агрегатами по цифровой шине передачи данных. K шине также подключены аналогово-цифровые преобразователи, расположенные непосредственно в местах расположения измерительных датчиков. Применение общей коммуникационной сети позволяет существенно сократить количество использующихся проводов и кабелей. 

Основные аппараты и устройства, входящие в силовые и вспомогательные электрические цепи, а также элементы системы управления тепловозом, размещаются в высоковольтной камере.  

Кабина 

На тепловозе устанавливается новая кабина машиниста, изготавливаемая ОАО «ОКБ Автоматики» (г. Екатеринбург). В кабине по диагонали расположены два одинаковых пульта управления. Они оснащены многофункциональными цветными дисплеями, позволяющими контролировать работу всех систем и агрегатов тепловоза. Контроллеры машиниста выполнены в виде перемещающейся в горизонтальной плоскости рукоятки и имеют только одну фиксированную позицию, соответствующую холостому ходу двигателя; перемещение рукоятки в рабочей зоне бесступенчатое. В кабине устанавливаются два регулируемых по высоте кресла, указатели электронного скоростемера КПД-3ПА, приборы управления тормозами, привод ручного тормоза и т.д. 

Кабина машиниста оборудована высокопрочными лобовыми стеклами увеличенной площади с электрическим обогревом, стеклоочистителями и стеклоомывателями, обогреваемыми зеркалами обзора состава. Видимость с рабочего места машиниста значительно улучшена благодаря понижению уровня крыши капотов. Кабина оснащена кондиционером и двумя калориферами, подогретый воздух от которых по воздуховодам подается в нужные зоны кабины. Для улучшения условий труда локомотивной бригады в кабине также устанавливаются бытовой холодильник и микроволновая печь. По согласованию с Заказчиком тепловоз может быть оборудован радиостанцией, дополнительными устройствами безопасности и контроля бодрствования машиниста.  

Что дает модернизация? 

Результаты эксплуатации тепловозов серии ТЭМ2-УГМК в условиях горно-металлургических предприятий Урала и Сибири подтверждают правильность выбора заложенных в конструкцию основных решений:

  • применение современного экономичного дизеля;
  • применение электрической передачи переменно-постоянного тока;
  • применение микропроцессорной системы управления;
  • применение регулируемых электрических приводов вспомогательных агрегатов;
  • применение вспомогательной дизель-генераторной установки.

Эксплуатирующие организации отмечают значительное (более, чем на 30%) снижение расхода топлива по сравнению с серийными тепловозами серии ТЭМ2, повышение производительности, увеличение коэффициента технической готовности, значительное улучшение условий труда локомотивных бригад.


Презентация тепловоза ТЭМ2-УГМК